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“好奇”号传奇

“好奇”号传奇

2012年08月13日 10:20参考消息

“好奇”号的非凡成绩掩盖了太空探索的一个重要得多的真相:它需要偏执狂般的投入和对失败极高的容忍。这是科学进步的方式:逐步的,耐心的,最终是惊人的

【美国《时代》周刊8月2 0日(提前出版)一期文章】题:从火星现场报道(作者杰弗里·克卢格)

“好奇”号着陆火星之前的若干分钟,美国航天局喷气推进实验室里的工作人员吃了好多花生。自1964年7月31日“游骑兵7”号开始奔向月球的最后一段航程开始,吃花生就成了航天器着陆前喷气推进实验室里的常见现象。“游骑兵7”号的任务很简单:在月球表面硬着陆,着陆过程中拍几千张照片发回地球。尽管如此,之前的6个“游骑兵”都失败了,喷气推进实验室的工程师知道他们快没机会了。“游骑兵7”号终于改变霉运,而它着陆时碰巧有人在吃花生。喷气推进实验室的人们猜测,这肯定是带来好运的魔咒,从那以后就没人敢不在乎这条规矩。

酷毙了,但远不仅如此

然而,让“好奇”号在火星表面安全着陆需要的可不只是运气和花生。美国东部时间8月6日凌晨1点25分,装在密封舱内的SUV大小的火星漫游者将以1.3万英里(20920公里)的时速撞入火星大气层。在火星地表7英里(11.3公里)处,当稀薄的空气把飞船时速降至900英里(1450公里)时,它的隔热罩将脱落,同时打开巨大的降落伞。随后,“好奇”号的制动火箭系统将使火星车及其外罩在距火星地面仅两层楼高的地方处于几乎盘旋的状态。在那里,“好奇”号将由钢丝绳吊放到火星表面———就像一个造价25亿美元的牵线木偶———轮子轻柔地接触到那红色的土壤。

人们在直播里看到的不是飞船接近火星的情景,而是一屋子穿着同样蓝色衬衫的控制人员,轻声说着获取数据、启动成像器和使用制动伞一类的事情。虽然有很多东西观众完全不懂,但看起来显然进展不错。当飞行动力工程师艾伦·陈大声说:“天空起重机待命!”屋里顿时安静下来。不到一分钟后,他宣布:“确定着陆!安全降落在火星!”屋里顿时爆发出欢呼声。项目副经理理查德·库克在接下来举行的庆祝新闻发布会上说:“太棒了!说真的,是不是酷毙了?”

的确酷,但远远不仅如此。当华盛顿的扯皮和僵局让公民对跟政府沾边儿的一切保持警惕时,这提醒人们,这个国家仍然可以做到什么。飞行控制中心的景象告诉我们,聪明就是这个样子的,远见就是这个样子的。

一个搞不定国内道路和桥梁的国家竟然在火星上拥有基础设施。美国航天局的两架轨道飞行器“环火星勘测者”和“火星奥德赛”帮助把“好奇”号的信号传回地球,并在这位新来的妹妹着陆时对她招手致意。当“好奇”号安顿下来开始工作时,多达8架探测器正穿越太阳系,探索或即将探索月球、水星、木星、土星、冥王星、小行星谷神星和行星外的星际空间。

然而,在探索方面,最先进的或许还得属“好奇”号。它有10台仪器,总重量是高尔夫球车大小的“勇气”号和“机遇”号的1 5倍以上,将研究火星的地质、化学甚至生物,在这个几十亿年前温暖而且有不少水的世界寻找碳、甲烷和其他有机物的足迹。之前的火星漫游者和登陆器已经充分表明,火星生命———无论现存的还是古老的———都有可能存在,从而为“好奇”号最终一锤定音做好了铺垫。

跟着水搜寻生命物质

火星今天或许是被流星撞击的不毛之地,但它过去远非今天的样子。它的表面有干燥的河床、空空如也的海盆、甚至布满灰尘的海洋。去掉地球9 9%的大气层,再把地球上的水都蒸干,它看起来就很像这个干燥的“表亲”了。火星在45亿年历史中最多只有10亿年是湿润的,但正如早期地球证实的,这足够创造出生命。

如同20世纪90年代末开始探索火星的飞船发现的,火星表面的化学成分与曾经浸满水的星球相符。“勇气”号和“机遇”号火星漫游者用刮刀、钻头和研磨工具发现多种矿物质,包括盐、石膏、硫酸钙和赤铁矿,它们只在或多数情况下在有水的环境中形成。火星勘测轨道飞行器在火星一座山坡上发现季节性的纹路,说明可能有地下水在火星的春天融化,冬天凝结。

“好奇”号的着陆点位于直径96英里(155公里)盖尔环形山。它在火星南半球,据认为形成于38亿年前,当时很可能属于火星的湿润期,因此曾经是一座大湖。盖尔环形山中部是高3英里(4.8公里)、山坡上裸露着沉积岩的夏普山。环形山的侧壁和山基处有一道道沟渠,似乎是流水刻出来的,主着陆点附近的土壤中则有冲积扇的印记,地球上的三角洲就有这种放射形的沟渠。这一切对寻求生命基本条件的地质学家来说都有无法抗拒的吸引力。地质学家、“好奇”号项目科学家约翰·格罗青格说:“我们希望找到与水发生相互作用的物质。”他说,之前的着陆器都做了一些土壤分析,“但这回我们要找到真正的化学物质”。

“好奇”号将通过多种方式开展这样的搜寻。它的手臂将铲起土壤样本并送到机载分析室,由气相色谱仪、质谱仪和激光光谱仪进行分析,寻找能说明问题的同位素、气体和元素。化学嗅探器将抽样调查火星空气,寻找碳化合物(特别是甲烷),因为它们是生命的基础材料和副产品。“好奇”号还将研究火星地质:一个能向23英尺(7米)外的岩石发射百万瓦光束的激光器将把岩石气化,使光谱仪得以分析其残余物的化学成分。机载X射线光谱仪将对火星车附近的岩石开展类似的研究。负责该项目的科学家乔伊·克里斯普说:“有X射线衍射,我们就可以确定有什么矿物质以及这些石头是怎样形成的。”

对于地面的工作人员来说,最有吸引力的要算“好奇”号身上排列的17个镜头。它们的视觉敏锐度可以分辨27码(24.7米)以外高尔夫球大小的物体,并且能够从多角度拍摄1兆像素的彩色照片。在这些成像器中,清晰度最高的安装在火星车的垂直桅杆上,升起来后距地面2.1米。

尽管“好奇”号很快就将成为一个由车轮带动、有多只手臂和17只眼睛的科学实验室,眼下它还处在睁开眼睛和充电的阶段。火星任务的系统管理员沃特金斯说:“首先必须要为我们目前的状态以及我们打算如何操作制定一个计划。然后我们就开始把钥匙交给科学团队。”

大选年蒙上政治色彩

给“好奇”号赋予感情(几乎把它当作人类宇航员)的冲动难以抗拒。行动负责人珍妮弗·特罗斯珀在“好奇”号着陆后不久举行的新闻发布会上说:“火星车正准备在新的天地醒来,开始新的一天。”她在描述科学团队的日程安排时说:“漫游者在火星上的一天大概在下午三四点钟结束。漫游者告诉我们她今天做了什么,这……让我们为她明天的工作制订计划。”

在探索太空时,我们常常给机器赋予人性,其他科学探索却不存在这种情况。今年夏初希格斯玻色子的存在得到证实,这比“好奇”号在火星着陆意义重大得多,但几乎没有人———至少在物理学界以外———过分地投入感情。没人把粒子称作“她”。

奥巴马总统———就像从肯尼迪到小布什的历任总统一样———迅速把握机会,利用来自太空的好消息。“今夜,在火星上,美利坚合众国创造了历史,”他在一次正式讲话中说,“这证明,我们的智慧和决心珠联璧合,独一无二,再大的困难也难不住我们。”美国航天局局长查尔斯·博尔登———像他之前的历任美国航天局局长一样———迅速力挺任命他的总统:“奥巴马总统为在21世纪30年代中期把人类送上火星制定了大胆的目标,”他说,“今天的着陆是朝着实现这个目标迈出的重要一步。”

未来几个月,博尔登和奥巴马还会发表这种鼓舞人心的讲话,尤其鉴于大选日益临近,以太空业着称的佛罗里达关系重大。但是,奥巴马的太空纪录好坏参半。把向近地轨道运送货物和宇航员的任务私有化起初引发不少质疑,但自从埃隆·马斯克的太空探索技术公司5月份成功为国际空间站运送补给以来,这项举措看起来就明智多了。太空探索技术公司等若干家公司都在排队等待为美国航天局执行载人和无人任务的付费工作,但很难说到目前为止这类工作的私有化程度有多高。美国航天局让候选公司分担一部分研发费用,并在这些公司尚未证明自己能完成任务之前就与之签订了利润丰厚的合同———多达40亿美元由纳税人支付。

非凡成绩掩盖投入不足

涉及向外太空的载人飞行,奥巴马的计划就不那么明确、也不那么可信了。美国航天局正在研发新式载人飞行器和重型运载火箭:前者称作猎户座飞船(从根本上说是改进的阿波罗飞船);后者称作太空发射系统(SLS),与受人尊敬的“土星5”号火箭类似。在出现数次灾难的航天飞机时代后,回归一次性助推器和载人舱居于顶端的旧模式是安全明智的决定,但这个旧模式当年经费充足。首枚“土星5”号1967年发射,最后一枚也就是第13枚在1973年发射。这些火箭中有9枚把人类送上月球。

自2004年就以这种或那种形式进入计划阶段的太空发射系统要到2017年才将进行首次无人发射,2021年才将进行首次载人发射。在这之后,它最多将每隔一年发射一次。目前还不清楚它的目的地是哪里,也许是一颗小行星,也许是火星,也许是其他地方。乔治·华盛顿大学空间政策研究所的荣誉教授约翰·洛格斯登说:“这样的速度没有任何意义。当肯尼迪说他要在那个10年结束前登月时,他实际指的是1967年,他以为自己那时还会是总统。”

肯尼迪当然没有受困于预算问题,奥巴马的空间团队迅速指出这一点。“如果我们能在21世纪30年代登陆火星,我就太激动了,我真的认为这在美国的能力范围之内,”美国航天局科学负责人、5次作为宇航员执行航天飞机任务的约翰·格伦斯菲尔德说,“我认为,如果预算持平,这就未必在美国的能力之内了。”

对于无人计划来说,预算持平实际上是一种改善。2013年,火星行动的资金将从2 0 1 2年的5.8 7亿美元降至3.608亿美元,导致美国退出与欧洲航天局计划的两项合作,其中一项将从火星表面带回样本。美国航天局将于2013年发射一个新的轨道器。但在这之后,直到2018年甚至2020年都没有计划任何行动。格伦斯菲尔德说:“我们几乎支付不起这些行动的费用。”

当然,任何国家能够支付的至少在一定程度上都是它选择去支付的东西,即便在经济紧张的情况下。肯尼迪决心在1970年前登月,其天才之处就在于它的简单:简单的目标加上最后期限。目前的计划却在目的地和日期上变来变去,根本没有当年“新边疆”政策的明晰。

不过,肯尼迪有其他总统和国会的支持。那场太空行动跨越4届政府———算上创建美国航天局的艾森豪威尔———和6届国会。他们虽然常常在预算上发生争吵,但在目标上意见一致。对于任何有宏大理想的白宫来说,一个几乎维持不了联邦航空局所需经费的议会不是一个好的合作伙伴。太空不是免费的,但鉴于美国航天局的预算徘徊在每年区区1 5 0亿美元左右(占联邦总预算的0.47%),这也不会让美国破费多少。相比之下,国防部却得到7160亿美元(占预算的18.9%)。不仅如此,像国防部一样,美国航天局的研究也有附加效益。“好奇”号项目在全国的大多数州都雇了高技术人员,人数达到7000名。正如格伦斯菲尔德指出的,火星漫游者的化学嗅探器可以在机场和港口用于国家安全。

但是,火星“好奇”号漫游者的非凡成绩掩盖了太空探索的一个重要得多的真相:它需要偏执狂般的投入和对失败极高的容忍。喷气推进实验室里的花生就提醒我们记住这个事实。“游骑兵7”号是在“游骑兵”1号到6号接连失败之后才出现的。这在今天这种注意力缺失的政治气候下很难想象。但是,在掌握无人软着陆之前首先得掌握无人硬着陆。而掌握了无人软着陆,尼尔·阿姆斯特朗才能踏上静海,当时距“游骑兵7”号自杀式撞入月球云海已经过去5年。这就是科学进步的方式:逐步的,耐心的,最终是惊人的。当我们相信这个事实时,美利坚最伟大的时刻也随之诞生。

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